Cómo los carbohidratos ayudan a los suelos a retener agua: nuevas evidencias moleculares
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Redacción HC
La capacidad de los suelos para retener agua es un factor determinante en la productividad agrícola, la resiliencia frente a la sequía y la salud de los ecosistemas. Aunque desde hace tiempo se sabe que la materia orgánica mejora la humedad del suelo, los mecanismos moleculares detrás de este proceso no estaban del todo claros.
Un reciente estudio publicado en PNAS Nexus (Kelch et al., 2025) ofrece una mirada innovadora a cómo los carbohidratos —componentes esenciales de la materia orgánica— interactúan con las superficies de arcilla para atrapar agua incluso en condiciones secas. Este hallazgo tiene implicaciones directas para la agricultura sostenible y la restauración de suelos en regiones áridas y semiáridas.
El problema de la disponibilidad de agua en suelos degradados
En regiones áridas y suelos degradados, la escasez de agua limita el crecimiento de plantas y microorganismos. La retención de agua depende no solo de la textura y mineralogía del suelo (por ejemplo, las arcillas), sino también de la materia orgánica presente. La pregunta clave que plantean los investigadores es: ¿cómo interactúan los carbohidratos con las arcillas para generar microreservorios de agua en el suelo?
Una metodología de laboratorio innovadora
El equipo de investigación diseñó sistemas modelo en los que distintos carbohidratos fueron depositados sobre superficies de arcilla. Utilizando técnicas espectroscópicas avanzadas (como resonancia magnética nuclear de estado sólido y espectroscopía infrarroja), midieron cómo las moléculas de agua interactuaban con estos sistemas.
Las pruebas permitieron diferenciar entre agua fuertemente ligada, agua estructurada y agua libre. Además, a través de isotermas de adsorción y análisis de humectación, evaluaron la capacidad de retención hídrica en condiciones simuladas de sequía.
Los hallazgos: química y arquitectura trabajando juntas
El estudio identificó dos mecanismos principales:
- Puentes hidrofílicos: los grupos hidroxilo de los carbohidratos establecen enlaces de hidrógeno con moléculas de agua, creando capas estables de agua adherida a la superficie mineral.
- Nanoporosidad inducida: la organización física de los polisacáridos sobre la arcilla genera microestructuras que atrapan agua y la hacen menos susceptible a la evaporación.
En palabras de los autores, la materia orgánica funciona como un “pegamento-esponja”: al mismo tiempo atrae químicamente el agua y crea estructuras físicas que reducen su pérdida. Los resultados también muestran que polisacáridos más complejos y ramificados retienen mayor cantidad de agua que carbohidratos simples.
Implicaciones para la agricultura y la restauración de suelos
Estos hallazgos ofrecen evidencia científica para reforzar prácticas agrícolas tradicionales como la incorporación de compost o residuos vegetales en el suelo. Incluso pequeñas adiciones de materia orgánica pueden incrementar la capacidad de campo, reduciendo la vulnerabilidad de los cultivos frente a sequías prolongadas.
En el ámbito de políticas públicas, este conocimiento apoya la implementación de programas de manejo de suelos orientados a la seguridad alimentaria y a la adaptación al cambio climático. Además, aporta insumos para mejorar los modelos hidrológicos que predicen la dinámica del agua en suelos agrícolas.
Una oportunidad para América Latina
En regiones como los Andes o el Gran Chaco, donde la gestión del agua en suelos es crítica, estos resultados pueden guiar la adopción de prácticas como el uso de cultivos de cobertura, biochar enriquecido con residuos orgánicos o compost rico en polisacáridos. De esta manera, se podrían crear microreservorios de agua que aumenten la resiliencia de los sistemas agrícolas locales.
Conclusión
El estudio de Kelch y colaboradores aporta una visión molecular sobre un proceso fundamental: cómo la materia orgánica ayuda al suelo a guardar agua. Esta evidencia respalda el papel estratégico de la gestión de residuos agrícolas y las enmiendas orgánicas en la construcción de sistemas agrícolas más resilientes frente al cambio climático.
La próxima frontera será trasladar este conocimiento de laboratorio al campo, probando en sistemas de suelo reales para validar su durabilidad y eficacia a largo plazo.
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TecnologíaReferencia: Kelch, S. E., Barrios-Cerda, B., Park, Y., Ferrage, E., & Aristilde, L. (2025). Mechanisms of water retention at carbohydrate–clay interfaces. PNAS Nexus. https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgaf259
